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【題目】如圖所示為一種粒子加速器的原理圖.圖中M、N為帶有小孔的水平平行板,板上接有恒定電壓U,板間距離為h,以M、N板所在平面為界,上方和下方有垂直于紙面向里的范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小相等.質量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板小孔處由靜止釋放,在板間電壓的加速下從N板小孔O射入磁場。為了測量磁場磁感應強度的大小,在板的右側放置一豎直的熒光屏,當熒光屏在靠近板的右端位置時,粒子能打到熒光屏上,向右緩慢移動熒光屏,且不斷釋放粒子,結果發(fā)現(xiàn)熒光屏離O點距離為d時,粒子打在熒光屏上的位置第一次達到最低.熒光屏足夠大,不計粒子的重力,不考慮相對論效應、兩金屬板間電場的邊際效應以及電場變化對于外部磁場和粒子運動的影響.求:

(1)磁場的磁感應強度大;

(2)將熒光屏拿走,粒子將多次運動到N板所在的平面,求粒子運動軌跡與N板所在平面的交點到O點的距離;

(3)若粒子經過4次加速后回到M板小孔處,求粒子運動的總時間.

【答案】(1) (2)(3)

【解析】(1)粒子經加速電場加速

得:

由題意可知,粒子在磁場中做圓周運動的半徑r1=d

求得

(2)粒子經過n次加速,則

解得:

求得

(3)粒子經過4次加速后回到M板小孔處,則在磁場中運動的時間

設在電場中運動的時間為t2,則

求得

設粒子在無場區(qū)域運動的時間為t3,則

求得

因此運動的總時間

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下部AB是一長為的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內有原長為R下端固定的輕質彈簧。彈簧上端放置一粒質量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌射出去。投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為g為重力加速度。不計魚餌在運動過程中的 機械能損失,求:

1魚餌到達管口C時的速度大小

2魚餌到達管口C時對管子的作用力大小和方向;

3已知地面比水面高出,若豎直細管AB的長度可以調節(jié),圓弧彎管BC可隨豎直細管一起升降,求魚餌到達水面的落點與AB所在豎直線之間的最大距離。

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【題目】下列說法中正確的是( )
A.額定功率大的用電器,消耗的電能一定多
B.額定功率大的用電器,實際電流做功一定越快
C.額定功率小的用電器,電流做功一定少
D.相同時間內,電流做功多的用電器實際電功率大

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【題目】如圖甲所示,螺線管內有一平行于軸線的磁場,規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應強度B的正方向,螺線管與U形導線框cdef相連,導線框cdef內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)面積為S,圓環(huán)與導線框cdef在同一平面內.當螺線管內的磁感應強度隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時,下列說法中正確的是

A. t1時刻,金屬圓環(huán)L內的磁通量最大,最大值Φm=B0S

B. t2時刻,金屬圓環(huán)L內的磁通量最大

C. t1~ t2時間內,金屬圓環(huán)L有擴張的趨勢

D. t1~ t2時間內,金屬圓環(huán)L內有順時針方向的感應電流

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在x軸上相距為L的兩點固定兩個等量異種點電荷+Q、﹣Q,虛線是以+Q所在點為圓心、 為半徑的圓,a、b、c、d是圓上的四個點,其中a、c兩點在x軸上,b、d兩點關于x軸對稱.下列判不正確的是( )

A.b、d兩點處的電勢相同
B.四個點中c點處的電勢最低
C.b、d兩點處的電場強度相同
D.將一試探電荷+q沿圓周由a點移至c點,+q的電勢能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在某介質中波源A、B處在同一水平線上,它們相距d=20m,t=0時二者同時開始上下振動,A只振動了半個周期,B連續(xù)振動,它們的振動圖象分別如圖甲、乙所示,兩波經過10s相遇,求

①波源乙振動的表達式;

②在t=0t=16s時間內從A發(fā)出的半個波在前進的過程中所遇到的乙波波峰的個數(shù)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖物塊的質量m=30kg,細繩一端與物塊相連,另一端繞過光滑的輕質定滑輪,當人用100N的力斜向下拉繩子時,滑輪兩側細繩與水平方向的夾角均為30°,物體在水平面上保持靜止,滑輪上端的懸繩豎直(取g=10m/s2).求:

1)物體對地面的壓力大。

2)物體受到的摩擦力大;

3)滑輪上方豎直懸繩的拉力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體做直線運動的v-t圖象如圖所示,根據圖象提供的信息可知(  )

A. 第4 s初物體運動的加速度為2 m/s2

B. 前8 s內物體運動的位移為32 m

C. 0~4 s與4~6 s內物體速度方向相反

D. 0~4 s與4~6 s內物體的平均速度相等

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【題目】一質量為m1=1 kg,帶電荷量為q=+0. 5 C的小球以速度v0=3 m/s,沿兩正對帶電平行金屬板(板間電場可看成勻強電場)左側某位置水平向右飛入,極板長0. 6 m,兩極板間距為0.5 m,不計空氣阻力,小球飛離極板后恰好由A點沿切線落入豎直光滑圓弧軌道ABC,圓弧軌道ABC的形狀為半徑R<3m的圓截去了左上角127°的圓弧,CB為其豎直直徑,在過A點豎直線OO′的右邊界空間存在豎直向下的勻強電場,電場強度為E=10 V/m.(g=10m/s2)求:

(1)兩極板間的電勢差大小U;

(2)欲使小球在圓弧軌道運動時不脫離圓弧軌道,求半徑R的取值應滿足的條件.

(3)若在B處放一個質量為m2光滑絕緣小球,且m2=m1,兩球相碰為彈性正碰,若m2球能運動到圓弧軌道最高點,求圓弧軌道半徑的范圍.

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